Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Для експериментального визначення залежності критерію поту­жності від типу мішалки і режиму руху перемішуваної рідини потрі­бно наступні прилади і матеріали: механічні мішалки (дискові, листо­ві, лопатеві, рамні й інші); механічний тахометр зі шкалою від 0 до 1200 об./хв.; вольтметр; амперметр; реакційний посуд; термометр.

Досліди по перемішуванню проводять на лабораторній установ­ці, схема якої показана на рис. 3.3. Установку пускають у хід елект — родвигуном. Для визначення потужності, споживаної мішалкою, в умовах сталого режиму перемішування використовують вольтметр і амперметр.

1 — амперметр; 2 — вольтметр; 3 — тахометр; 4 — реакційний

посуд; 5 — термометр; 6 — мішалка; 7 — нагрівач;

8 — контактний термометр; 9-реле; 10-електродвигун

Рисунок 6.3 — Схема установки для дослідження процесу перемішу-
вання

Досліди по визначенню критерію потужності слід починати при холостому ході установки, не занурюючи мішалки в рідину, що пере­мішується. Ввімкнути електродвигун. Записати показання тахометра, амперметра і вольтметра.

Далі опустити дискову мішалку в посуд з тією або іншою ріди­ною (за вказівкою викладача), заміряти температуру рідини. Устано­вити регулятор частоти обертання вала (мішалки) на мінімальне зна­чення. Ввімкнути установку і здійснювати перемішування. В умовах сталого режиму роботи дискової мішалки визначити показання тахо­метра, амперметра і вольтметра.

Поступово збільшувати частоту обертання дискової мішалки, доводячи її до максимального значення. Записати показання приладів при відповідних частотах обертання. Для одержання надійних ре­зультатів провести не менш трьох серій замірів, щораз послідовно змінюючи частоту обертання.

Результати вимірів занести в таблицю 6.3.

Визначити гідродинамічний режим перемішування за форму­лою:

Re = p-n-d^jp.

Знаючи частоту обертання п і потужність при сталому режимі перемішування, за виразом (6.5) розрахувати критерій потужності:

р — п’ — d5

Побудувати графічну залежність KN = /(Re), відкладаючи на осі абсцис значення критерію Рейнольдса.

Замінивши дискову мішалку на листову, провести аналогічні за­міри та розрахунки.

Звіт про виконану роботу має містити: схему установки; графік заіежності KN= f(Re); таблицю замірених і розрахованих величин; умови перемішування: середовище…, температура… °С, густина
р = … кг/м3, динамічна в’язкість Р = … Па с; діаметр мішалки d — … м; тип мішалки… ; діаметр посуду D — … м.

Приклад 6.1. Визначити потужність електродвигуна дія шести- лопатевої мішалки, якщо діаметр кожної пари її лопатів d = 1,2 м, а ширина лопатів Ь = 0,1 м. Кількість обертів мішалки п = 40 об./хв. Мішалка установлена в чавунному апараті з шершавими стінками, його діаметр £> = 1,7 м. В апараті перемішується рідина з густиною р = 1300 кг/м3, динамічна в’язкість рідини // = 0,03 Па с. Висота стов­па рідини в апараті Я=1,7 м. В рідину занурена гільза термометра.

Розв’язання

Для визначення режиму перемішування визначаємо значення критерію Рейнольдса для мішалки за формулою (6.6):

1300 40-1,2г
0,03-60

По (6.5) для модельної шестилопатевої мішалки з характеристи­кою a=D/d = 1,1; H/D = 1 та /? = />/«/ = 0,066 (табл.6.1) при Re = 41300 величина коефіцієнта Кк дорівнює 0,95.

Для мішалки, яка працює у вказаних вище умовах:

D/d = 1,7/1,2 = 1,42;

Я/£> = 1,7/1,7 = 1;
bjd = 0,1/1,2 = 0,0833 .

Тому вводимо до величини KN поправки, що враховують відсу­тність геометричної подібності модельної і даної виробничої міша­лок:

/с = (1,42/1,1 if =1,32;

/»= Iм =1;

fb = (0,0833/0,06б)0’3 = 1,07 .

Крім того, вводимо поправочні коефіцієнти для врахування ше­ршавості стінок апарата /ш = 1.15 та наявності гільзи термометра /г = U. Тоді

*, = fn-fn-L-fm-fr = 0.95■ 1,32■ 1 • 1,07 1,15 1,1 = 1,7.

За формулою (6.5) визначаємо робочу потужність, що споживає мішалка:

Nf = АГ, р n3 d5 =1,7-1300 (40/60)3 -1.25 = 1960 Вт.

Приймаємо, що коефіцієнт корисної дії від двигуна до вала мі­шалки %, = 0,9, коефіцієнт запасу потужності в 20 % (на випадок коли можливо перевантаження) f3 = 1,2 та визначаємо потужність елект­родвигуна:

= 2,6 кв,

1000 %, 1000 0,9

Відповідь: Для шестилопатевої мішалки потрібний електродви­гун потужністю не менше 2,6 кВт.

Комментарии запрещены.